公備：守護(hù)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)空間安全

付強(qiáng)

隨著“物聯(lián)網(wǎng)‘十二五發(fā)展規(guī)劃”“中國(guó)制造2025”等政策的提出，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)成為國(guó)家層面技術(shù)及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。伴隨物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨，接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。2015年全球連接到互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備達(dá)49億臺(tái)，而到2020年將超過260億臺(tái)。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃的推進(jìn)，傳統(tǒng)行業(yè)逐步數(shù)據(jù)化、在線化、移動(dòng)化、遠(yuǎn)程化；人、企業(yè)、社會(huì)服務(wù)甚至整個(gè)世界都與網(wǎng)絡(luò)深度綁定。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蒸蒸日上，然而在繁榮景象背后，物聯(lián)網(wǎng)的安全危機(jī)正日漸顯現(xiàn)。當(dāng)海量的人、設(shè)備和服務(wù)連接到互聯(lián)網(wǎng)后，由于網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界深度融合，網(wǎng)絡(luò)世界的安全威脅也將更深地影響到現(xiàn)實(shí)世界，一旦爆發(fā)安全問題，受損失的將不僅僅是個(gè)人信息，甚至公共設(shè)施和生命安全都會(huì)受到威脅。

“可信計(jì)算是近十多年來興起的一項(xiàng)新的安全技術(shù)，與傳統(tǒng)安全策略不同，可信計(jì)算是一種主動(dòng)防御策略，將其引用到物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠大大增加物聯(lián)網(wǎng)的安全性?！惫珎湔f。作為北京工業(yè)大學(xué)的副教授，多年來公備的科研工作就是在這一方向中展開的。

源于興趣，終于責(zé)任

科學(xué)研究，需要探索的精神，更需要堅(jiān)持的態(tài)度。回顧當(dāng)初對(duì)科研之路的選擇，公備始終認(rèn)為自己做出的是最正確的決定。

21世紀(jì)初，計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展得如火如荼，順應(yīng)著這一發(fā)展潮流，公備便選擇了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進(jìn)行就讀。2005年從山東大學(xué)畢業(yè)后，公備順利考取了北京工業(yè)大學(xué)的研究生，當(dāng)時(shí)他被分配到奧運(yùn)班進(jìn)行學(xué)習(xí)，還在北京奧組委度過了一年時(shí)間。研究生生活匆匆即逝，公備覺得自己的科學(xué)理論功底仍然非常欠缺，于是便報(bào)考了北京工業(yè)大學(xué)沈昌祥院士的博士生，進(jìn)行更加深入地科研學(xué)習(xí)。

博士時(shí)期，公備進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究和系統(tǒng)的科學(xué)訓(xùn)練，他坦言，在這期間才真正知道了什么是信息安全，什么是可信計(jì)算，這一領(lǐng)域到底包含了哪些具體的研究?jī)?nèi)容。跟著沈院士進(jìn)行科研工作，他真正意識(shí)到了我國(guó)的國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全研究現(xiàn)狀以及從事這一領(lǐng)域研究工作對(duì)整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)有著怎樣的意義，這一切都在深深地影響著公備，并堅(jiān)定了他在這一領(lǐng)域深入探索的決心。于是，2012年博士畢業(yè)后，他選擇了繼續(xù)留在學(xué)校，在這一領(lǐng)域繼續(xù)前行。他說，能通過自己的科研成果，盡力為國(guó)家發(fā)展做出貢獻(xiàn)，便是他最大的欣慰。

立足現(xiàn)狀，致力物聯(lián)網(wǎng)與可信計(jì)算相結(jié)合

在高校進(jìn)行科研工作，學(xué)術(shù)氛圍更加自由，更能靜心其中，做自己感興趣的科研工作。一直以來，公備始終享受在這一過程之中，從最開始從事可信計(jì)算方面的研究，到2013年接觸并深入到物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域，然后將物聯(lián)網(wǎng)與可信計(jì)算相結(jié)合開展一系列研究工作，如今，公備一直在延續(xù)著這一方向，不斷前行著。

眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)發(fā)展到一定程度之后所誕生的。它通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的互聯(lián)，對(duì)自然界以及人類的生活環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸，然后在這些感知數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行反饋控制，最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

一直以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國(guó)際、國(guó)內(nèi)的發(fā)展中都得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。從軍事發(fā)明、海洋監(jiān)控，到智慧城市、智慧交通等，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾乎滲透到了生產(chǎn)、生活的各個(gè)層面。

但是，不容忽視的是，我們?cè)谙硎苤锫?lián)網(wǎng)帶給我們的便利的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)世界所存在的危險(xiǎn)隱患也漸漸在我們的生活中。

2016年，美國(guó)東海岸地區(qū)的網(wǎng)民們一覺醒來后發(fā)現(xiàn)，許多常用網(wǎng)站如網(wǎng)上支付系統(tǒng)貝寶、社交媒體網(wǎng)站推特、美版大眾點(diǎn)評(píng)Yelp、在線視頻網(wǎng)站奈飛以及美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)等主流媒體網(wǎng)站突然全部無法登錄。這是美國(guó)境內(nèi)遭受的最新一次網(wǎng)絡(luò)攻擊，超過1200家網(wǎng)站“中招”。這是一件典型的物聯(lián)網(wǎng)遇襲案例，由此可以折射出，物聯(lián)網(wǎng)安全與人們生活密切相關(guān)，其蘊(yùn)藏的“重重危機(jī)”，一不小心社會(huì)讓人們?cè)馐軣o法預(yù)估的損失。

針對(duì)這一問題，公備將可信計(jì)算應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境當(dāng)中，以此來提升物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的安全，減輕人們的財(cái)產(chǎn)損失。

從科學(xué)的角度來講，可信計(jì)算是在計(jì)算和通信系統(tǒng)中廣泛使用基于硬件安全模塊支持下的可信計(jì)算平臺(tái)，以提高系統(tǒng)整體的安全性，相較于傳統(tǒng)的殺毒方式有著明顯的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的防火墻、殺毒軟件以及入侵檢測(cè)是被動(dòng)防御機(jī)制，只有等病毒發(fā)作之后，有了病毒的特征碼、特征庫之后才能進(jìn)行查殺，但是損失已經(jīng)造成。而可信計(jì)算則是一種基于主動(dòng)免疫的機(jī)制，即使在信息系統(tǒng)遭受了各種未知的惡意攻擊，通過可信計(jì)算的技術(shù)的保證，它依然能夠正常完成運(yùn)算任務(wù)，這就是可信計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，其最終的目的就是給每一個(gè)信息系統(tǒng)都加一套免疫系統(tǒng)，而這個(gè)免疫系統(tǒng)是對(duì)用戶自主運(yùn)行的，它無時(shí)不刻在監(jiān)控有沒有惡意程序，有沒有病毒、木馬，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防御控制?！邦愃朴谖覀?nèi)梭w，雖然我們所處的這個(gè)環(huán)境里有很多細(xì)菌病毒，但是只要免疫系統(tǒng)正常，依然可以健康地活著。”公備說。

針對(duì)這一研究方向，2016年，公備主持的國(guó)家青年自然科學(xué)基金項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)可信運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究”正式立項(xiàng)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，感知網(wǎng)絡(luò)獲取的信息范圍也越來越廣，甚至涉及到政府、軍事、金融等領(lǐng)域。目前傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)由于受到能量和功能限制，對(duì)應(yīng)的安全機(jī)制較少，安全保護(hù)功能較弱，并且由于傳感器網(wǎng)絡(luò)目前尚未完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，所以導(dǎo)致其中的消息和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，無法提供一個(gè)統(tǒng)一的安全保護(hù)體系。因此，采用何種安全機(jī)制保障物聯(lián)網(wǎng)感知層節(jié)點(diǎn)可信運(yùn)行，是構(gòu)建可信物聯(lián)網(wǎng)的安全基礎(chǔ)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用，為了保障物聯(lián)網(wǎng)的可信運(yùn)行，必須研究適用于物聯(lián)網(wǎng)感知層節(jié)點(diǎn)的安全機(jī)制。

在這一研究中，公備團(tuán)隊(duì)面向感知層的通用可信網(wǎng)絡(luò)連接模型并在節(jié)點(diǎn)可信度量機(jī)制及節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)用隱私保護(hù)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)感知節(jié)點(diǎn)可信運(yùn)行，對(duì)提高物聯(lián)網(wǎng)的安全具有重要意義。

兢兢業(yè)業(yè)，用心培育信息安全人才

習(xí)近平總書記曾說過：“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國(guó)家安全?！庇纱丝梢?，網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)一個(gè)國(guó)家的重要性。公備說：“在信息化技術(shù)的發(fā)展下，國(guó)家、軍隊(duì)、政府都在被信息系統(tǒng)應(yīng)用緊緊環(huán)繞，一旦遭受攻擊，后果不堪設(shè)想?！痹谛畔踩燃?jí)保護(hù)方面，公備已經(jīng)和沈昌祥院士一起將可信計(jì)算和信息安全等級(jí)保護(hù)做了深度的結(jié)合，在信息安全等級(jí)保護(hù)系統(tǒng)的定級(jí)與評(píng)級(jí)方面，也都取得了原創(chuàng)性的成果，并在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。

在急速發(fā)展的信息化時(shí)代，信息安全與管理方面的人才也同樣有著很大的需求?！澳壳?，我國(guó)的信息安全市場(chǎng)，不僅需要高端人才還需要中端與低端人員，每個(gè)層面都要得到兼顧?！惫珎湔f。

在人才培養(yǎng)方面，公備認(rèn)為，應(yīng)采用金字塔的模式進(jìn)行培養(yǎng)，讓每一類人才盡量從事專業(yè)之內(nèi)的工作，同時(shí)還要給他們留下晉升通道，能讓優(yōu)秀的人最終上升到頂峰。除此之外，根據(jù)具體需求，還要為不同層級(jí)的人員設(shè)計(jì)不同的培養(yǎng)體系，將實(shí)習(xí)基地與高校當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，培養(yǎng)適用于這一產(chǎn)業(yè)的信息安全人才。

現(xiàn)今，公備在北京工業(yè)大學(xué)也在擔(dān)任著離散數(shù)學(xué)與運(yùn)籌學(xué)的課程。在教學(xué)過程中，他十分注重將學(xué)科知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，讓同學(xué)們?cè)跇啡ぶ?，汲取科研營(yíng)養(yǎng)，受到了同學(xué)們的極大喜愛。

從事科研多年來，公備從未有過一絲懈怠。今后，他還會(huì)繼續(xù)主持研究國(guó)家發(fā)改委移動(dòng)互聯(lián)專項(xiàng)、北京市教委面上項(xiàng)目等，雖然繁忙依舊，但公備總是兢兢業(yè)業(yè)、樂此不疲。他說：“做科研的我從未奢求過能讓自己有多大名氣，我只想在自己所在的領(lǐng)域里，做出實(shí)實(shí)在在的成績(jī)，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值！”